Principi di funzionamento delle valvole di ritegno

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Valvole di ritegno o di non ritorno, sono dispositivi che attraverso un organo di chiusura che può essere un piattello, un clapet, una sfera, bloccano a volte anche aiutati da una molla di richiamo il reflusso di fluidi nelle tubazioni e negli impianti. Questo permette di prevenire ad esempio contaminazioni o dispersioni di fluidi che a volte possono essere anche nocivi.
Comunemente nella valvole di ritegno l’elemento di chiusura è guidato, per avere una maggiore precisione nella sua azione, e rimane in posizione di chiusura nel momento in cui manca una pressione positiva tale da aprire la valvola stessa, oppure quando vi è una pressione negativa che la fa chiudere.
Le valvole di ritegno disponibili a magazzino sonio di vari modelli e dimensioni e si basano su due principi di funzionamento principali, a disco o piattello di chiusura comandato a molla oppure a clapet, sia a singolo che a doppio battente.
Quando si utilizzano le valvole di ritegno è consigliabile l’utilizzo di un filtro a monte della valvola per prevenire i fenomeni di trafilamento dovuti alle impurità.

Le valvole di ritegno, come specificato nel paragrafo precedente, svolgono un ruolo essenziale all’interno degli impianti in cui vengono installate. Infatti, bloccano il reflusso che può presentarsi all’interno delle tubazioni prevenendo conseguenze spiacevoli o dannose che possono causare danni anche ingenti.
Parlare di valvole di ritegno, però, vuol dire parlare di numerose tipologie, come è possibile notare sul catalogo di Intertubi. Le principali differenze riguardano il meccanismo di funzionamento di tali valvole, anche se all’interno di ciascun gruppo si possono trovare alternative dipendenti dal materiale, dalle dimensioni, dalle pressioni o da qualche caratteristica geometrica.
In generale, le principali tipologie sono:
- valvola di ritegno doppio battente di tipo wafer: realizzata in acciaio CF8M, può essere installata con flusso verticale, orizzontale o inclinato. Il meccanismo di chiusura è generato da un doppio battente che può ruotare all’interno della sede e chiudere il flusso in modo totale o parziale, anche se quest’ultimo non è sempre ben accetto perché genera perdite di carico importanti;
- valvola di ritegno a clapet di tipo wafer: realizzata in acciaio AISI 316, può essere installata con flusso verticale o orizzontale. Il meccanismo di chiusura è generato da un elemento basculante che si muove solamente con il flusso in una direzione;
- valvola di ritegno a disco di tipo wafer: realizzata in acciaio AISI 316, presenta caratteristiche simili rispetto a quella a doppio battente ma con un disco che va a bloccare il flusso di ritorno prevenendo le problematiche;
- valvole di ritegno a molla: realizzate in acciaio AISI 316, presenta un meccanismo di chiusura dipendente dall’azione di una molla che va ad imporre la chiusura prevendo il flusso di ritorno. Vi possono essere delle differenze sulla base del materiale della guarnizione utilizzata, che può essere PTFE o FKM, con caratteristiche di elasticità, resistenza (meccanica e termica) e tenuta differenti.

La scelta di una tipologia di valvola rispetto ad un’altra dipende dalle singole applicazioni e dalle decisioni prese in fase di progettazione. Entrare in contatto con il fornitore, ovvero Intertubi, consente di valutare meglio le caratteristiche necessarie in ogni circostanza, evitando scelte dovute solo all’abitudine del singolo progettista.
L’utilizzo dell’acciaio inossidabile rappresenta una necessità per garantire sia la resistenza meccanica idonea per resistere a pressioni e sollecitazioni sia per garantire la resistenza a corrosione: infatti, quest’ultima è una proprietà fondamentale per componenti utilizzati in ambito idrico.
La presenza di una filiera certificata e il rispetto delle normative vigenti in materia rende i prodotti di Intertubi eccellenti dal punto di vista strutturale. Nonostante questo, è fondamentale che vi sia un’installazione corretta seguita da manutenzione preventiva che eviti problematiche di usura o degrado nel tempo, provocando cedimenti o malfunzionamenti.
 

Nei paragrafi precedenti sono state messe in evidenza le principali tipologie di valvole di ritegno o di non ritorno, sottolineando il principio di funzionamento a livello generale di questi componenti e soffermandosi brevemente sui materiali, le varianti e i benefici di ciascuna.
Solitamente, le valvole di non ritorno vengono utilizzate in impianti idraulici per evitare che vi siano problemi di flusso in direzione opposta qualora si verifichino malfunzionamenti, spegnimenti o rotture delle pompe. Infatti, durante l’esercizio ci possono essere problematiche di vario genere che vanno a compromettere l’impianto, oppure può essere spenta la pompa per motivi differenti: in questo caso le valvole devono garantire il blocco del flusso evitando svuotamenti o inconvenienti a persone ed edifici siti nelle vicinanze.

Ma quali sono alcuni esempi di applicazioni per le valvole di non ritorno?
Tale tipologia di componenti è notevolmente diffusa e riuscire ad elencare tutti i casi pratici in cui possono essere utilizzati non è semplice. Per brevità, vengono elencati di seguito alcuni esempi:
- sistemi di riempimento di piscine o vasche: consentono di evitare lo svuotamento qualora venga spenta la pompa, consentendo il funzionamento corretto dell’impianto;
- tubature: evitano il reflusso idrico riducendo al minimo il rischio di inquinamenti, contropressioni, back-filling e blocchi nell’impianto, aumentando l’efficienza e la sicurezza;
- cilindri idraulici: consentono di evitare perdite di pressione in esercizio. Questo può rilevarsi fondamentale quando è necessaria una pressione idraulica minima perché il cilindro riesca a svolgere a pieno la propria funzione, soprattutto in un contesto industriale;
- sistemi di alimentazione: impedendo il flusso in direzione opposta riducono il rischio di contatti con altri liquidi e/o gas che possono provare danni, esplosioni e problemi di vario genere.

Come detto in precedenza, i casi sopra riportati non esauriscono tutte le possibilità applicative ma vogliono essere esplicativi della varietà di campi di applicazione che può riguardare questi componenti.
 

I vantaggi principali che possono derivare dall’utilizzo di valvole di non ritorno idonee sono i seguenti:
- eficienza: riduzione degli sprechi e delle perdite;
- riduzione dei fermi impianto: rappresenta un guadagno sia dal punto di vista economico che dal punto di vista delle tempistiche;
- aumento della sicurezza: riduzione dei rischi per persone, locali e stabilimenti prossimi agli impianti in cui sono utilizzate tali valvole.
Tutti questi vantaggi, però, richiedono comunque che la filiera di prodotto sia certificata e che vengano svolti controlli e manutenzioni programmate nel tempo. Qualsiasi fase trascurata può rappresentare una fonte di cedimento e portare alla perdita di funzionalità. La scelta del materiale, la fase progettuale, la fase produttiva, il montaggio e il controllo (oltre ad un’esperienza pluridecennale nel campo) sono aspetti cruciali nello metodologia di lavoro che Intertubi utilizza.

Le valvole di ritegno rappresentano, come visto nei paragrafi precedenti, una variante costitutiva di fondamentale importanza. La loro centralità ed efficienza viene garantita anche mediante l’utilizzo di materiali alto-performanti e che consentano di sfruttare tali componenti in vari impianti ed in condizioni differenti. Tra questi, è necessario ricordare:
- Acciaio austenitico AISI-316: è un acciaio inossidabile della famiglia austenitica composto da un basso tenore di carbonio e tenori rilevanti di cromo, nichel e molibdeno. In particolare, questi tre elementi garantiscono un miglioramento della resistenza a corrosione: infatti, nichel e cromo sono elementi centrali negli acciai inossidabili mentre il molibdeno è un’aggiunta particolare di questa tipologia che tende a migliorarne ulteriormente le caratteristiche. Come tutti gli acciai, le caratteristiche meccaniche sono buone e la lavorabilità è discreta, consentendo di ottenere le forme desiderate. Inoltre, la famiglia austenitica si presta alla realizzazione di componenti del mondo idraulico, come le valvole di ritegno, non presentando la temperatura di transizione duttile-fragile, mantenendo ottime caratteristiche anche basse temperature.
- PTFE: il politetrafluoroetilene è un materiale polimerico comunemente conosciuto come “Teflon”. Le sue caratteristiche di resistenza alla temperatura, resistenza chimica, all’acqua e l’antiaderenza lo rendono perfetto per la realizzazione delle guarnizioni.